Pemotongan Laser dan Pemotongan Waterjet: Penggabungan Dua Teknologi Hebat?Atau apakah keduanya paling baik jika dilakukan sendiri?Seperti biasa, jawabannya bergantung pada pekerjaan apa yang ada di lantai toko, bahan apa yang paling sering ditangani, tingkat keterampilan operator, dan pada akhirnya anggaran peralatan tersedia.
Menurut survei pemasok utama dari setiap sistem, jawaban singkatnya adalah jet air lebih murah dan lebih fleksibel daripada laser dalam hal bahan yang dapat dipotong. Dari busa hingga makanan, jet air menunjukkan fleksibilitas yang luar biasa. Di sisi lain tangan, laser menawarkan kecepatan dan presisi yang tak tertandingi saat memproduksi logam tipis dalam jumlah besar hingga setebal 1 inci (25,4 mm).
Dalam hal biaya pengoperasian, sistem jet air menggunakan bahan abrasif dan memerlukan modifikasi pompa. Laser serat memiliki biaya awal yang lebih tinggi, tetapi biaya pengoperasian lebih rendah daripada sepupu CO2 mereka yang lebih tua;mereka mungkin juga memerlukan lebih banyak pelatihan operator (meskipun antarmuka kontrol modern mempersingkat kurva pembelajaran). Sejauh ini abrasif waterjet yang paling umum digunakan adalah garnet. Dalam kasus yang jarang terjadi saat menggunakan bahan yang lebih abrasif seperti aluminium oksida, tabung pencampur dan nosel akan mengalami lebih banyak keausan .Dengan garnet, komponen waterjet dapat dipotong selama 125 jam;dengan alumina mereka hanya dapat bertahan sekitar 30 jam.
Pada akhirnya, kedua teknologi tersebut harus dilihat sebagai pelengkap, kata Dustin Diehl, manajer produk divisi laser Amada America Inc. di Buena Park, California.
“Saat pelanggan memiliki kedua teknologi tersebut, mereka memiliki banyak fleksibilitas dalam penawaran,” jelas Diehl.
Misalnya, pelanggan Amada dengan dua sistem melakukan blanking pada laser. “Tepat di sebelah rem tekan terdapat insulasi tahan panas yang memotong semburan air,” kata Diehl. itu lagi dan lakukan hemming atau penyegelan.Ini jalur perakitan kecil yang rapi.”
Dalam kasus lain, lanjut Diehl, toko mengatakan mereka ingin membeli sistem pemotongan laser tetapi tidak berpikir mereka melakukan banyak pekerjaan untuk membenarkan pengeluaran. hari, kita akan meminta mereka melihat laser.Kami dapat melakukan aplikasi lembaran logam dalam hitungan menit, bukan jam.”
Tim Holcomb, spesialis aplikasi di OMAX Corp. Kent, Wash., yang menjalankan toko dengan sekitar 14 laser dan jet air, ingat pernah melihat gambar yang dilihatnya bertahun-tahun lalu di sebuah perusahaan yang menggunakan laser, jet air, dan EDM kawat.poster.Poster memaparkan bahan dan ketebalan terbaik yang dapat ditangani oleh setiap jenis mesin – daftar jet air mengerdilkan yang lain.
Pada akhirnya, “Saya melihat laser mencoba bersaing di dunia waterjet dan sebaliknya, dan mereka tidak akan menang di luar bidangnya masing-masing,” jelas Holcomb. Dia juga mencatat bahwa karena waterjet adalah sistem pemotongan dingin, “kita bisa manfaatkan lebih banyak aplikasi medis atau pertahanan karena kami tidak memiliki zona yang terpengaruh panas (HAZ) — kami menggunakan teknologi mikrojet.Nosel minijet dan pemotongan mikrojet ”Ini benar-benar berhasil bagi kami.”
Sementara laser mendominasi pemotongan baja hitam ringan, teknologi waterjet adalah "benar-benar Pisau Tentara Swiss dari industri peralatan mesin," tegas Tim Fabian, wakil presiden pemasaran dan manajemen produk di Flow International Corp. di Kent, Washington. Anggota Shape Grup Teknologi. Kliennya termasuk Joe Gibbs Racing.
“Jika dipikir-pikir, pabrikan mobil balap seperti Joe Gibbs Racing kurang memiliki akses ke mesin laser karena mereka sering memotong bagian dalam jumlah terbatas dari berbagai bahan, termasuk titanium, aluminium, dan serat karbon,” jelas Fabian road.“Satu salah satu kebutuhan yang mereka jelaskan kepada kami adalah bahwa mesin yang mereka gunakan harus sangat mudah diprogram.Kadang-kadang seorang operator mungkin membuat bagian dari aluminium ¼” [6,35 mm] dan memasangnya pada mobil balap, tetapi kemudian memutuskan bahwa bagian tersebut harus dibuat dari Terbuat dari titanium, lembaran serat karbon yang lebih tebal, atau lembaran aluminium yang lebih tipis. ”
Di pusat permesinan CNC tradisional, lanjutnya, “perubahan ini cukup besar.”Mencoba mengganti gigi dari material ke material dan dari bagian ke bagian berarti mengganti kepala pemotong, kecepatan spindel, laju umpan, dan program.
“Salah satu hal yang mereka benar-benar mendorong kami untuk menggunakan waterjet adalah membuat perpustakaan dari berbagai bahan yang mereka gunakan, jadi yang harus mereka lakukan hanyalah melakukan beberapa klik mouse dan meminta mereka beralih dari ¼” aluminium ke ½” [12.7 mm] serat karbon ,” lanjut Fabian. “Satu klik lagi, mereka berubah dari ½” serat karbon menjadi 1/8″ [3,18 mm] titanium.”Joe Gibbs Racing “menggunakan banyak paduan eksotis dan hal-hal yang biasanya tidak Anda lihat digunakan oleh pelanggan biasa.Jadi kami menghabiskan banyak waktu bekerja dengan mereka untuk membuat perpustakaan dengan materi canggih ini.Dengan ratusan materi dalam basis data kami, ada proses yang mudah bagi klien untuk menambahkan materi unik mereka sendiri dan memperluas basis data ini lebih jauh.”
Pengguna high-end Flow waterjet lainnya adalah SpaceX milik Elon Musk. “Kami memiliki cukup banyak mesin di SpaceX untuk membuat suku cadang kapal roket,” kata Fabian. tidak menghasilkan 10.000 apa pun;mereka membuat salah satunya, lima, empat.”
Untuk toko biasa, “Kapan saja Anda memiliki pekerjaan dan Anda membutuhkan 5.000 ¼” sesuatu yang terbuat dari baja, laser akan sulit dikalahkan,” jelas Fabian.“Tetapi jika Anda membutuhkan dua bagian baja, tiga bagian aluminium Bagian pabrikan atau empat bagian nilon, Anda mungkin tidak akan mempertimbangkan untuk menggunakan laser daripada jet air. Dengan jet air, Anda dapat memotong bahan apa pun, dari baja tipis hingga 6″ hingga 8″ [15,24 hingga 20,32 cm] logam tebal.
Dengan divisi laser dan peralatan mesinnya, Trumpf memiliki pijakan yang jelas dalam laser dan CNC konvensional.
Di jendela sempit di mana waterjet dan laser kemungkinan besar akan tumpang tindih—ketebalan logam hanya 25,4 mm lebih sedikit—waterjet mempertahankan tepi yang tajam.
“Untuk logam yang sangat, sangat tebal — 1,5 inci [38,1 mm] atau lebih — waterjet tidak hanya dapat memberi Anda kualitas yang lebih baik, tetapi laser mungkin tidak dapat memproses logam tersebut,” kata Brett Thompson, Manajer Teknologi Laser dan Penjualan Konsultasi .Setelah itu, perbedaannya jelas: non-logam cenderung dikerjakan pada waterjet, sedangkan untuk logam apa pun 1 "tebal atau lebih tipis," laser tidak perlu dipikirkan lagi. Pemotongan laser jauh lebih cepat, terutama pada yang lebih tipis dan/atau bahan yang lebih keras – misalnya, baja tahan karat dibandingkan dengan aluminium.”
Untuk penyelesaian sebagian, terutama kualitas tepi, karena bahan menjadi lebih tebal dan input panas menjadi faktor, waterjet kembali mendapatkan keuntungan.
“Di sinilah jet air mungkin memiliki keuntungan,” aku Thompson. “Kisaran ketebalan dan bahan melebihi laser dengan zona terkena panas yang lebih kecil.Meskipun prosesnya lebih lambat daripada laser, waterjet juga memberikan kualitas tepi yang baik secara konsisten.Anda juga cenderung mendapatkan bentuk persegi yang sangat bagus saat menggunakan waterjet — bahkan ketebalannya dalam inci, dan tidak ada gerinda sama sekali.”
Thompson menambahkan bahwa keunggulan otomatisasi dalam hal integrasi ke dalam jalur produksi yang diperluas adalah laser.
“Dengan laser, integrasi penuh dimungkinkan: muat material di satu sisi, dan keluarkan dari sisi lain dari sistem pemotongan dan pembengkokan terintegrasi, dan Anda mendapatkan potongan akhir dan bagian yang ditekuk.Dalam hal ini, jet air mungkin masih merupakan pilihan yang buruk – bahkan dengan sistem manajemen material yang baik – karena bagian-bagiannya dipotong jauh lebih lambat dan jelas Anda harus berurusan dengan air.”
Thompson menegaskan bahwa laser lebih murah untuk dioperasikan dan dirawat karena "bahan habis pakai yang digunakan relatif terbatas, terutama laser serat."Namun, “biaya tidak langsung keseluruhan dari waterjet cenderung lebih rendah karena daya yang lebih rendah dan relatif sederhananya mesin.Itu sangat tergantung pada seberapa baik kedua perangkat dirancang dan dipelihara.”
Dia mengingat bahwa ketika OMAX's Holcomb menjalankan sebuah toko pada tahun 1990-an, "Setiap kali saya memiliki komponen atau cetak biru di meja saya, pikiran awal saya adalah, 'Bisakah saya melakukannya dengan laser?'" Namun sebelum saya menyadarinya Sebelumnya, kami adalah mendapatkan lebih banyak proyek yang didedikasikan untuk jet air. Itu adalah bahan yang lebih tebal dan jenis suku cadang tertentu, kita tidak dapat masuk ke sudut yang sangat sempit karena zona yang terkena panas laser;itu berhembus keluar dari sudut, jadi kami akan condong ke arah jet air – bahkan apa yang biasanya dilakukan laser. Hal yang sama berlaku untuk ketebalan material.
Sementara lembaran tunggal lebih cepat pada laser, lembaran yang ditumpuk menjadi empat lapisan lebih cepat pada waterjet.
“Jika saya memotong lingkaran berukuran 3″ x 1″ [76,2 x 25,4 mm] dari baja ringan berukuran 1/4″ [6,35 mm], saya mungkin lebih memilih laser karena kecepatan dan akurasinya.Finish – side cut Contour – akan lebih seperti finishing kaca, sangat halus.”
Tetapi untuk mendapatkan laser yang beroperasi pada tingkat presisi ini, dia menambahkan, “Anda harus menjadi ahli dalam frekuensi dan kekuatan.Kami sangat ahli dalam hal itu, tetapi Anda harus memutarnya dengan sangat ketat;dengan jet air, untuk pertama kalinya, Percobaan pertama.Sekarang, semua alat berat kami memiliki sistem CAD bawaan. Saya dapat merancang suku cadang langsung di alat berat tersebut.”Ini bagus untuk pembuatan prototipe, tambahnya. “Saya dapat memprogram langsung di waterjet, membuatnya lebih mudah untuk mengubah ketebalan dan pengaturan material.”Pengaturan dan transisi pekerjaan “sebanding;Saya telah melihat beberapa transisi untuk jet air yang sangat mirip dengan laser.”
Sekarang, untuk pekerjaan yang lebih kecil, pembuatan prototipe atau penggunaan pendidikan – bahkan untuk toko hobi atau garasi – ProtoMAX OMAX dilengkapi dengan pompa dan meja kastor untuk memudahkan pemindahan. Material benda kerja terendam di bawah air untuk pemotongan yang tenang.
Mengenai perawatan, “Biasanya saya bisa melatih waterjet seseorang dalam satu atau dua hari dan mengirimkannya ke lapangan dengan sangat cepat,” tegas Holcomb.
Pompa EnduroMAX OMAX dirancang untuk mengurangi penggunaan air dan memungkinkan pembangunan kembali dengan cepat. Versi saat ini memiliki tiga seal dinamis.Ini pompa bertekanan tinggi, jadi luangkan waktu Anda dan dapatkan pelatihan yang tepat.
“Semburan air adalah batu loncatan yang bagus untuk blanking dan fabrikasi, dan mungkin langkah Anda selanjutnya adalah laser,” sarannya. “Ini memungkinkan orang memotong bagian.Dan rem tekannya cukup terjangkau, jadi bisa dipotong dan ditekuk.Dalam lingkungan produksi, Anda mungkin cenderung menggunakan laser.”
Sementara laser serat menawarkan fleksibilitas untuk memotong non-baja (tembaga, kuningan, titanium), pancaran air dapat memotong bahan paking dan plastik karena kurangnya HAZ.
Mengoperasikan sistem pemotongan laser serat generasi saat ini “sekarang sangat intuitif, dan lokasi produksi dapat ditentukan oleh program,” kata Diehl. “Operator hanya memuat benda kerja dan memulai.Saya dari toko dan di era CO2 optik mulai menua dan memburuk, kualitas yang terpotong menurun, dan jika Anda dapat mendiagnosis masalah tersebut, Anda dianggap sebagai operator yang sangat baik.Sistem serat saat ini adalah pemotong kue, mereka tidak memiliki bahan habis pakai tersebut, sehingga dapat dihidupkan atau dimatikan – memotong bagian atau tidak.Dibutuhkan sedikit permintaan operator yang terampil.Konon, menurut saya transisi dari jet air ke laser akan mulus dan mudah.”
Diehl memperkirakan bahwa sistem laser fiber biasa dapat beroperasi $2 hingga $3 per jam, sementara jet air beroperasi sekitar $50 hingga $75 per jam, dengan mempertimbangkan konsumsi abrasif (misalnya garnet) dan retrofit pompa yang direncanakan.
Karena daya kilowatt sistem pemotongan laser terus meningkat, mereka semakin menjadi alternatif jet air dalam bahan seperti aluminium.
“Di masa lalu, jika aluminium tebal digunakan, waterjet akan memiliki [the] keuntungan,” jelas Diehl. “Laser tidak memiliki kemampuan untuk melewati sesuatu seperti 1″ aluminium. Di dunia laser, kami tidak melakukannya t mengacau di dunia itu untuk waktu yang lama, tetapi sekarang dengan serat optik watt yang lebih tinggi dan kemajuan teknologi laser, aluminium 1″ tidak lagi menjadi masalah.Jika Anda melakukan perbandingan biaya, untuk investasi awal mesin, jet air mungkin lebih murah.Bagian potong laser mungkin 10 kali lebih banyak, tetapi Anda harus berada di lingkungan bervolume tinggi ini untuk menaikkan biaya.Saat Anda menjalankan lebih banyak komponen volume rendah campuran, Mungkin ada beberapa keuntungan untuk pengaliran air, tetapi tentu saja tidak dalam lingkungan produksi.Jika Anda berada di lingkungan apa pun di mana Anda perlu menjalankan ratusan atau ribuan komponen, itu bukan aplikasi waterjet.”
Menggambarkan peningkatan daya laser yang tersedia, teknologi ENSIS Amada telah meningkat dari 2 kW menjadi 12 kW saat diluncurkan pada tahun 2013. Di sisi lain, mesin VENTIS Amada (diperkenalkan di Fabtech 2019) memungkinkan jangkauan pemrosesan material yang lebih luas dengan balok yang bergerak sepanjang diameter nosel.
“Kita dapat melakukan teknik yang berbeda dengan bergerak bolak-balik, naik dan turun, dari sisi ke sisi, atau angka delapan,” kata Diehl tentang VENTIS. “Salah satu hal yang kami pelajari dari teknologi ENSIS adalah bahwa setiap bahan memiliki rasa manis tempat - cara yang suka dipotong.Kami melakukan ini menggunakan berbagai jenis pola dan pembentukan balok.Dengan VENTIS, kami berjalan bolak-balik hampir seperti gergaji;saat kepala bergerak, balok bergerak bolak-balik, sehingga Anda mendapatkan goresan yang sangat halus, kualitas tepian yang bagus, dan terkadang kecepatan.
Seperti sistem waterjet ProtoMAX kecil OMAX, Amada sedang mempersiapkan "sistem serat tapak sangat kecil" untuk bengkel kecil atau "bengkel prototipe R&D" yang tidak ingin masuk ke departemen produksi mereka ketika mereka hanya perlu membuat beberapa prototipe. bagian. ”
Waktu posting: Feb-09-2022